1、鍋爐空氣預(yù)熱器著火原因分析一、前言遼寧省華錦化工集團(tuán)盤錦乙烯有限責(zé)任公司開工鍋爐BF-1101B回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器（GAH）曾先后2次因發(fā)生二次燃燒事故而損壞。為吸取事故 教訓(xùn)，筆者對空氣預(yù)熱器著火原因、現(xiàn)象進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng) 的預(yù)防措施及解決辦法。二、事故經(jīng)過2004年1月14日零時58分，該公司BF-110IB爐因火焰監(jiān)測器檢測不 到火焰信號而報警聯(lián)鎖停車，緊接著工藝人員對 B 爐實施恢復(fù)點火過 程中，又因其他儀表故障而多次使 B爐吹掃點火失敗。2時左右，就在 繼續(xù)對B爐進(jìn)行吹掃點火期間，總控人員發(fā)現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)報警盤上的 GAH 停車報警，于是立即通知現(xiàn)場檢查確認(rèn)。檢查中發(fā)現(xiàn)空氣預(yù)熱器換

2、熱 元件已經(jīng)冒煙著火，支撐板被燒得通紅，并且蓄熱板多半因嚴(yán)重過熱 而熔化變形，有的已脫落在煙道內(nèi)。各種現(xiàn)象表明GAH為二次燃燒，現(xiàn)場立即做緊急處理。檢修后雖能勉強(qiáng)再用，但 GAH轉(zhuǎn)子終因嚴(yán)重過 熱而產(chǎn)生了明顯位移，并導(dǎo)致漏風(fēng)嚴(yán)重、周邊過渡卡磨、電機(jī)頻繁超 載眺閘等一系列不良后果，初定擇期進(jìn)行檢修或更換。而該爐在 1997 年 12 月，就曾因鍋爐超負(fù)荷運行時間過長，已發(fā)生過 2起空氣預(yù)熱器二次燃燒事故，事故造成空氣預(yù)熱器全部燒毀三、空氣預(yù)熱器著火原因分析該公司乙烯裝置開工鍋爐 BF-1101B采用日本NEC技術(shù)設(shè)計制造，可實 現(xiàn)單燒油、氣或油氣同時混燒，于 1989 年 12 月點火供汽投人工

3、藝運 行。該爐采用回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器（GAH）,利用鍋爐尾部的煙氣余熱來加 熱空氣，以改善燃燒效果，提高鍋爐熱效率。空氣預(yù)熱器著火多發(fā)生 在燃油和燃?xì)鉅t上，又稱鍋爐尾部二次燃燒。B爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的 波紋板式蓄熱元件被緊密地放置在扇形隔倉內(nèi)，由于流通空間狹小， 很容易造成可燃物沉積，因此，當(dāng)爐膛內(nèi)一些沒有完全燃燒或未燃盡 的可燃物隨煙氣流在空氣預(yù)熱器蓄熱元件內(nèi)沉積后，一旦氧化升溫達(dá) 到著火條件，便會發(fā)生著火燃燒，造成受熱元件燒損，其主要原因有 以下幾方面。1. 由燃料組分過重而導(dǎo)致燃料燃燒不完全， 使GAH挾熱面上積聚可燃 物一段時間以來，該公司鍋爐以外購渣油、裂化殘油和抽余C4燃料為多， 它

4、們的組分較重，黏度較高，自燃點低，燃燒時易析碳，蒸汽霧化燃 料時破碎能力也很差，大分子油滴含量高，油槍噴嘴易堵塞，因此經(jīng) 常影響燃油的霧化質(zhì)量和燃燒效果。運行時女口果燃燒調(diào)整不當(dāng)，風(fēng) 量不足或配風(fēng)不合理以及工藝工況波動時，就會來不及使炭黑燃燒完 全而產(chǎn)生黑煙。爐瞠內(nèi)沒有完全燃燒的油粒被煙氣帶到鍋爐尾部 GAH 換熱面上開始沉積，這也就為二次燃燒提供了物質(zhì)基礎(chǔ) n 從最近這次 停車后儀表人員對火焰監(jiān)測器的檢查結(jié)果看，并沒有查出問題。經(jīng)驗 分析認(rèn)為，這次事故基本上是燃料燃燒不好時產(chǎn)生大量黑煙，黑煙進(jìn) 入或遮蓋住了監(jiān)測器探頭，產(chǎn)生假信號報警停車所致。另外，在鍋爐頻繁啟停過程中，由于爐瞠燃燒工況不良，

5、燃料不易燃 盡，在煙氣流速較低時，極易造成大量未燃盡的可燃物沉積；鍋爐低 負(fù)荷運行時間過長，燃燒不穩(wěn)定，煙速偏低，未燃盡的可燃物易在波 紋板上沉積；以往事故教訓(xùn)和經(jīng)驗還證實：空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子堵灰、磨 損后漏風(fēng)、煙道尾部過剩空氣系數(shù)或氧含量控制過低等都能導(dǎo)致燃料 因缺氧而燃燒不完全。目前，該公司 A、B 爐空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子都有不同 程度的漏風(fēng)隱患；1997年以后，鍋爐因各種原因始終不能滿負(fù)荷運行， 煙氣流速低；有時為提高鍋爐熱效率而一味去降低尾部過剩空氣量。 這些都為空氣預(yù)熱器二次燃燒留下了隱患。2頻繁吹掃點火為鍋爐沉積可燃物著火提供了充足的復(fù)鍋爐點火過程中煙氣流速低，燃燒系統(tǒng)空間的含氧量又較正常運

6、行時 高得多，像 B 爐當(dāng)時曾連續(xù)幾次點火吹掃，因此便使尚具余熱的未燃 盡可燃物因具備了充足的過剩氧量而復(fù)燃。3由于吹灰機(jī)吹灰間隔時間設(shè)置大長或吹灰效果不良以及水沖洗裝置 沒有按要求投用而導(dǎo)致可燃物累積為減輕飛灰、未燃物及酸性物質(zhì)在 GAH換熱面上的沉積程度，保持換熱面盡量清潔，降低煙氣流通阻力， 提高進(jìn)風(fēng)預(yù)熱效果，因此對其設(shè)置了吹灰器和固定式水沖洗裝置。吹 灰機(jī)吹灰周期設(shè)置應(yīng)以鍋爐所燒燃料、蒸汽負(fù)荷、燃燒工況、起停次 數(shù)以及換熱介質(zhì)前后溫度、壓力改變等情況為調(diào)整依據(jù)，而不是一成 不變的。目前凡配置吹灰器的鍋爐普遍設(shè)定吹灰周期為4-8h/次。但當(dāng)燃料組分變重、負(fù)荷偏低、由于某種原因經(jīng)常冒黑煙、

7、排煙溫度超 標(biāo)、換熱介質(zhì)壓差增大時，就應(yīng)該縮短吹灰周期或臨時增加手動吹灰 次數(shù)；否則，可燃物長時間大量積存就很可能引起二次著火。而水沖 洗是針對吹灰器清掃能力有限，難以徹底除灰問題而采用的一種水洗 方法，因此鍋爐應(yīng)定期按要求投用水沖洗裝置除灰。4由于運行人員對二次燃燒事故判斷不準(zhǔn)確處理方法和經(jīng)驗不足而導(dǎo)致燃料燃燒不完全在回顧以往幾次事故的處 理過程及總結(jié)其他廠家經(jīng)驗教訓(xùn)后，筆者發(fā)現(xiàn)，運行人員對二次燃燒 事故初起現(xiàn)象的判斷方法和經(jīng)驗還不足，有多少可以撲滅著火的方法 不是很清楚，處理也不及時準(zhǔn)確。在該次事故調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)。有的外 聘操作工對現(xiàn)有預(yù)防設(shè)施還不知道該如何投用，最終導(dǎo)致二次燃燒后 果擴(kuò)大。

8、另外，操作人員責(zé)任心不強(qiáng)或技術(shù)不過硬也是造成二次燃燒的重要原因。加強(qiáng)運行人員的職業(yè)素質(zhì)教育和技術(shù)培訓(xùn)工作，增強(qiáng)操作人員對 異常事故的判斷和處理能力是有效預(yù)防和正確處理二次燃燒事故的有 力保證。四、二次燃燒前后的現(xiàn)象1二次燃燒不論在鍋爐停車狀態(tài)還是在運行狀態(tài)下發(fā)生，最初一般表 現(xiàn)為排煙溫度迅速升高，且進(jìn)出口煙溫偏差極小；2煙道尾部過剩空氣系數(shù)和氧含量降至零， 雖手動開大風(fēng)機(jī)入口擋板， 但效果仍不明顯；3. 煙囪不正常地冒黑煙，嚴(yán)重時GAH處煙道四周保溫層也有煙氣串出；4. 有時因GAH過熱變形后出現(xiàn)刮磨而使電機(jī)超電流或過載跳閘， 風(fēng)動 馬達(dá)帶負(fù)荷困難。五、發(fā)生二次燃燒后的處理對策1當(dāng)發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象

9、時，操作人員應(yīng)通過人孔視鏡進(jìn)行全面檢查并調(diào)整 燃燒。當(dāng)空氣預(yù)熱器或煙道內(nèi)部煙溫迅速上升，并有二次燃燒現(xiàn)象出 現(xiàn)時，應(yīng)立即緊急停爐，切斷向燃燒室內(nèi)供應(yīng)燃料，停止送風(fēng)機(jī)并完 全關(guān)閉煙氣和空氣擋板，使鍋爐處于密閉狀態(tài)。然后開啟GAH 吹灰蒸汽和滅火專用蒸汽，進(jìn)行滅火。2. 在GAH轉(zhuǎn)子開始有熔化變形時，標(biāo)志著二次燃燒已經(jīng)比較嚴(yán)重， 此時應(yīng)投用水沖洗裝置進(jìn)行撲滅，并打開空氣預(yù)熱器下部灰斗排水口排 水，以將空氣預(yù)熱器變形和損壞程度降至最低。當(dāng)內(nèi)部水沖洗系統(tǒng)水 量較小時，可緊急接通廠區(qū)消防水系統(tǒng)，對空氣預(yù)熱器進(jìn)行灌滅。3. 當(dāng)發(fā)現(xiàn)煙道外殼保溫層也呈現(xiàn)紅熱冒煙現(xiàn)象時， 可通過澆水噴淋冷卻， 同時也應(yīng)對GAH

10、導(dǎo)向軸承油室進(jìn)行澆水降溫，以防油室著火。4. 發(fā)生二次燃燒時盡量不要打開任何可以進(jìn)空氣的通道。當(dāng)確認(rèn)煙道 二次燃燒完全消除后，才可停止蒸汽吹掃和關(guān)閉水沖洗閥門，全面檢 查轉(zhuǎn)子和密封系統(tǒng)的損壞和變形情況，具備點火條件時，方能開啟風(fēng) 機(jī)并逐漸開大空氣擋板和煙道擋板，通風(fēng) 5-10mi n,重新點火。5. 如果GAH損壞嚴(yán)重，且不能在短時間內(nèi)恢復(fù)時，要制定出合理的修 復(fù)計劃。特別要注意煙道要有充分的降溫時間。 2004 年 1 月 14日 2 時左右， B 爐發(fā)生二次燃燒，撲滅后預(yù)定次日檢修， 但由于降溫時間短， 就在次日上午打開煙道人孔時，由于尚有一定余熱的殘余可燃物與空 氣接觸，又再次發(fā)生了著火

11、燃燒，結(jié)果加劇了 GAH的損壞程度。六、空氣預(yù)熱器產(chǎn)生二次燃燒的預(yù)防措施從以往事故的發(fā)生規(guī)律可以看出：二次燃燒多發(fā)生在鍋爐頻繁啟停和 負(fù)荷長期偏低或嚴(yán)重超高階段，防止鍋爐空氣預(yù)熱器二次燃燒的主要 措施是防止可燃物的沉積和著火初期的正確處理。1. 運行規(guī)程中應(yīng)明確爐前燃油和霧化蒸汽的壓力、溫度以及煙氣和空 氣進(jìn)出口溫度等監(jiān)控點參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時采取措施處理。當(dāng)煙氣 溫度超過設(shè)定值時，應(yīng)聯(lián)鎖或手動停爐。2. 鍋爐在燃用渣油或重油以及在投油槍、負(fù)荷偏低運行階段，尤其應(yīng) 注意油的完全燃燒，根據(jù)燃料性質(zhì)、鍋爐尾部過剩。 ：含量或過剩空氣 系數(shù)及火焰的分布和顏色調(diào)整好燃燒工況，保持最佳的霧化狀態(tài)。對 存

12、在漏油、霧化不良的油嘴應(yīng)及時予以更換。3當(dāng)燃料有較大變化、 鍋爐在低于 25額定負(fù)荷下長時間運行、 回轉(zhuǎn) 式空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)壓差增加、煙囪連續(xù)冒黑煙以及停爐前，應(yīng)縮短 吹灰周期或手動增加吹灰次數(shù)，以減少可燃物沉積，必要時可停爐用 水沖洗。4.停爐后風(fēng)機(jī)應(yīng)繼續(xù)運轉(zhuǎn)，當(dāng)煙氣進(jìn)口溫度降至150'以下時方能停止空氣預(yù)熱器運行。若發(fā)現(xiàn)溫度有急劇上升現(xiàn)象，須立即做好滅火準(zhǔn) 備。5空氣預(yù)熱器出入口煙風(fēng)擋板，應(yīng)能關(guān)閉嚴(yán)密。6在空氣預(yù)熱器的空氣及煙氣側(cè)最好設(shè)蒸汽或噴水滅火裝置，需要時 利用吹灰蒸汽管或?qū)Ｓ孟勒羝麑煹纼?nèi)充滿蒸汽進(jìn)行隔絕空氣式消 防滅火。嚴(yán)重時也可投入消防水進(jìn)行滅火。7建議在盡量 * 近預(yù)熱器轉(zhuǎn)子處加裝預(yù)熱器壓降測點和空氣預(yù)熱器煙 氣出口溫度測點，以便更好地反映空氣預(yù)熱器的實際運行狀況。8加強(qiáng)操作人員的技術(shù)規(guī)程培訓(xùn)和責(zé)任心的培養(yǎng)對異常現(xiàn)象的判斷和 處理能力。七、結(jié)論幾起空氣預(yù)熱器二次燃燒所造成的設(shè)備損壞已使該公司